相位:聲音中的含義是什麼?

通過 Joost Nusselder | 更新日期:  2022 年 5 月 26 日

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了解聲音的相位對於混合和掌握音樂至關重要。

一個聲音的相位取決於它相對於其他聲音的時間,它會影響當同時聽到多個聲音時對聲音的感知方式。

本介紹將概述相位的概念以及如何在聲音中使用它來創造不同的效果。

相位在聲音中是什麼意思(7rft)

相的定義


在聲音製作和錄音中,相位是不同來源的聲音之間存在的時間變化關係。 它還可用於描述特定時間點的兩個波形之間的關係。 第一次討論相位時,我們通常會考慮麥克風放置和相位問題; 但是,它也可以在多個聲源組合在同一環境中的任何區域中解決,包括多軌錄音和現場混音以進行音樂表演或擴聲。

相位關係涉及相對時序的度數,這意味著如果一個聲源被平移到一側而另一個聲源被平移到另一側,那麼它們之間也會應用額外的 180 度角偏移。 這會導致頻率取消(或衰減)或頻率增強的超壓(“建立”)效應。 要確定兩個信號如何就此效果相互影響,必須在圖表上進行分析(a 的頻率響應 曲線)。 這種類型的分析有助於確定兩個信號如何結合,以及它們是加法結合(加在一起)還是建設性結合(同相)——每個信號都有自己獨特的電平,或者根據它們彼此的相對角度(異相)產生抵消或附加電平相)。 術語“相位”在討論多麥克風技術時也經常使用,因為它描述了 MIC 如何相互交互並與麥克風放置技術(如 X/Y 配置)相關聯

相位類型


音頻信號的相位是指兩個或多個信號之間的時序關係。 當兩個聲波同相時,它們具有相同的振幅、頻率和持續時間。 這意味著每個波的波峰和波谷都出現在完全相同的地點和時間。

相位可以用度數來描述,360°代表波形的一個完整週期。 例如,具有 180° 相位的信號被稱為“完整”,而具有 90° 相位的信號將與其原始形式“半偏離”相位。 相位關係主要有四種類型:
-同相:180°; 兩個信號同時向同一方向移動
-半異相:90°; 兩個信號在不同時間仍沿相同方向移動
-異相:0°; 一個信號向前移動,而另一個信號在同一時間向後移動
-四分之一異相:45°; 一個信號向前移動而另一個向後移動但略微不同步。

了解這些不同類型的相位工作如何幫助工程師創建更細微的混音和錄音,因為他們可以強調某些聲音以創建有趣的聲音效果或在整個混音中平衡電平。

相位如何影響聲音

相位是聲音中的一個概念,可以幫助確定聲音是如何被聽到的。 它可以增加清晰度和定義,也可以製造混亂。 了解相位的概念可以幫助您創建更好的混音。 讓我們看看相位如何影響聲音以及為什麼它在製作音頻時很重要。

相位抵消


當聲波相互作用導致組合聲音的振幅抵消並且在某些情況下甚至完全消失時,就會發生相位抵消。 當兩個(或多個)相同頻率的聲波彼此異相並且它們的振幅以負相關的方式乾涉時,就會發生這種情況。

換句話說,如果一個波處於峰值水平而另一個波處於最低水平,則會產生抵消,從而導致交易量損失。 這可能是由於兩個或多個麥克風彼此放置得太近並拾取了相似的聲音,或者是由於樂器在房間內的放置——例如吉他直接放在放大器旁邊,同時 皮卡 打開。

當兩個靠得很近的揚聲器播放相同的信號但其中一個倒置(異相)時,也會發生這種情況。 從理論上講,它應該仍然可以聽到,因為並非所有頻率都會受到影響,但電平的變化會使它難以檢測到。 然而,實際上,當將多個揚聲器放在一起時,您可能會遇到某種程度的抵消,具體取決於它們的確切位置 - 特別是當它們靠得很近時。

這種效果在錄音中也有相關性,它可以幫助我們改進麥克風放置,讓我們準確地聽到在某些相關性發生時哪些聲音被抵消了——例如從不同角度捕獲相同聲源的相同麥克風位置。

移相


當兩個或多個音頻源組合(混合)時,它們會自然地相互作用,有時會增強,有時會與原始聲音競爭。 這種現象稱為相移或抵消。

當其中一個信號在時間上延遲時會發生相移,從而導致建設性或破壞性干擾。 當信號組合以放大某些頻率導致整體信號更強時,就會發生相長干擾。 相比之下,當兩個信號異相導致某些頻率相互抵消時,就會發生破壞性干擾,從而導致整體聲音更安靜。

為避免破壞性干擾,重要的是要注意聲源之間任何可能的時間偏移並相應地進行調整。 這可以通過同時錄製兩個單獨的音軌來實現,使用調音台將信號的副本從一個源直接發送到另一個源以最小的延遲,或者在一個軌道中引入輕微的延遲,直到獲得所需的結果.

除了防止抵消頻率外,組合音軌還可以實現一些有趣的效果,例如通過向左和向右平移一側的立體聲成像以及梳狀濾波,其中高頻和低頻聲音從環境中的不同點發出而不是混合在一起整個給定的房間或錄音空間。 對這些微妙的細節進行實驗可以創造出強大而引人入勝的混音,在任何聲音環境中都能脫穎而出!

梳狀濾波


當兩個相同的聲音頻率混合在一起並且其中一個頻率稍微延遲時,就會發生梳狀濾波。 這會產生一種削弱某些頻率並增強其他頻率的效果,從而產生既可以聽得見又可以看得見的干擾模式。 查看波形時,您會注意到看起來呈梳狀的重複模式。

當這種類型的效果應用於聲音時,它會使某些區域聽起來沉悶而死氣沉沉,而其他部分則顯得過於共鳴。 每個“梳子”的頻率範圍將取決於信號跟踪/混合之間使用的延遲時間以及錄音/混合樂器時的調諧/頻率設置。

梳狀濾波的主要原因是相位未對準(當一組聲音與另一組聲音異相時)或環境聲學問題,例如牆壁、天花板或地板的反射。 它可以影響任何類型的音頻信號(人聲、吉他或鼓),但在錄音室的人聲軌道上尤為明顯,由於缺乏準確的監控系統,相位差問題很常見。 要消除梳狀濾波,您必須通過在錄音空間中使用適當的聲學處理/設計以及分別在每個軌道級別和主級別檢查混音階段中的相位對齊來糾正相位不對齊或其他環境影響。

如何在錄音中使用相位

相位是錄製音頻時需要理解的一個重要概念。 它描述了兩個或多個音頻信號之間的關係以及它們如何相互作用。 它是聲音工程的基本要素,因為它以多種方式影響錄音的聲音。 了解如何在錄音中使用相位可以幫助您創建更專業的混音。 讓我們討論相位的基礎知識以及它如何影響錄音過程。

使用相移


相移是改變兩個波之間的時間關係。 在混合和錄製聲音時,它是一個有用的工具,因為它允許您控制音頻製作中的輸出電平、頻率平衡和成像。 通過相移,您還可以通過改變諧波含量來改變聲音的音色,以及為什麼它對於實現所需的錄音至關重要。

相移通過拉伸或壓縮聲波中不同點的不同頻率來產生過濾效果。 這種濾波效果是通過調整單個信號左右聲道的時間差來控制的。 通過稍微延遲其中一個通道,您可以創建一種干涉模式,對聲音的頻率響應和立體聲成像產生有趣的影響。

例如,如果您在原聲吉他前面放置一個單聲道墊(鍵盤部分)並將它們發送到音頻接口上各自獨立的通道,它們將自然地相互結合但完全同相 - 這意味著它們當在兩個揚聲器或耳機中一起聽到時,將均勻地加在一起。 但是,如果您要向一個通道引入負 180 度相移(短暫延遲另一個通道),這些波將相互抵消; 這可以用作一種創造性的工具,與兩種類型的樂器形成對比,這兩種樂器在同時錄製時可能會產生和諧衝突。 此外,任何可能無法捕捉到您想要的聲音的頻率都可以通過這種技術和/或不需要的嘶嘶聲來減少——只要您仔細處理相位關係。

重要的是要注意,使用相位需要非常精細的平衡調整,因為即使是微小的未對準也會對錄音的頻率平衡和成像產生深遠的影響——但只要處理得當,它也可以產生從未有過的增強音調之前可以實現。

使用相位抵消


相位抵消描述了將兩個具有完全相同頻率、幅度和波形但極性相反的信號相加的過程。 當這種性質的信號混合在一起時,當它們的幅度相等時,它們有可能相互抵消。 這非常適合錄音情況,因為它可用於靜音和隔離軌道內的聲音,同時仍允許具有相似屬性的樂器很好地融入混音。

也可以在錄音或混音時創造性地使用相位抵消作為對信號的影響。 例如,如果您將兩個或多個麥克風組合在一個聲源上,並通過調整一個麥克風的相對信號電平將其中一個偏心,那麼您可以通過在某些點抵消具有相反極性信號的某些頻率來創建聲音的動態變化在播放過程中。 這可以產生從廣泛的混音到緊密居中的聲音的任何效果,具體取決於您放置麥克風的位置以及您在其信號鏈中引入了多少極性。

樂器之間的相位關係也將在錄音過程中發揮重要作用。 通過在相位/極性方面將所有樂器音軌相互對齊,它確保每個元素都經過其自己的單獨重塑過程(壓縮、EQ),不會因之間的意外取消而產生任何聽得見的假象當它們混合在一起時記錄元素。 如果您正在尋找乾淨的混音並且之後需要最少的 EQ 調整,那麼確保所有音軌在彈跳之前具有正確的相位對齊是必不可少的。

使用梳狀過濾


相位在錄音中的一個基本應用被稱為“梳狀濾波”,這是一種時間干擾,可以在多個音軌或麥克風信號之間產生聽起來空洞的共振。

當使用兩個或多個麥克風或信號路徑錄製相同的聲音時,會出現這種效果。 軌道的延遲版本將與原始軌道異相,從而在這兩個軌道組合時導致抵消干擾(又名“相位調整”)。 這種干擾導致某些頻率顯得比其他頻率更響亮,從而在信號中產生獨特的頻率均衡和染色風格。

使用梳狀濾波來有意地為音頻信號著色是錄音室設置中的常見做法。 當工程師需要通過“著色”為樂器、人聲部分或混音元素(例如混響)添加獨特的音調時,通常會使用它。 實現這種獨特的聲音需要仔細操縱麥克風和信號平衡以及與原始乾信號混合的延遲,以挑戰基於單個軌道/通道上靜態頻率提升/削減的傳統均衡技術。

雖然它需要深思熟慮的決策和熟練的執行,但這種均衡可以幫助為音頻帶來傳統 EQ 通常無法提供的生命和特性。 通過更好地了解相位的工作原理,您將朝著成為專家“著色器”的方向邁進!

結論


相位在聲音工程和製作中起著重要作用。 從調整一首曲目的時序以使其與另一首曲目完美契合,到確保人聲和吉他在混音中脫穎而出,了解如何有效地使用它可以為您的混音增添難以置信的清晰度、寬度和質感。

總而言之,相位就是時間,以及如果其他聲音的起點相差不到一毫秒,您的聲音如何與其他聲音相互作用。 它並不總是像添加延遲或混響那麼簡單; 有時調整不同音軌的時間而不是僅僅調整它們的音調或電平是有益的。 這意味著還要考慮揚聲器之間發生的事情! 一旦您了解了相位的工作原理並付出額外的努力使其正確,您的曲目很快就會開始聽起來很棒。

我是 Joost Nusselder,Neaera 的創始人,也是一名內容營銷人員,父親,我熱愛以吉他為核心嘗試新設備,並與我的團隊一起,自 2020 年以來一直在撰寫深度博客文章幫助忠實的讀者獲得錄音和吉他技巧。

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